新原理「交換結合磁石」の開発 -希土類フリー磁石を目指して-

• 研究課題/領域番号: 23656224
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 福永 博俊 長崎大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10136533)
• 研究分担者: 中野 正基 長崎大学, 大学院・工学研究, 准教授 (20274623) ; 柳井 武志 長崎大学, 大学院・工学研究科, 助教 (30404239)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2011年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 磁性材料 / 保磁力 / 交換結合 / 反強磁性 / 希土類フリー

研究概要

磁石の主相結晶表面に主相と反強磁性的に交換結合する強磁性薄層を配置し,結晶表面からの磁化反転を抑制し,重希土類元素を使用することなしに高保磁力を得る「交換結合磁石」を提案した。Nd-Fe-B を主相とする磁石に対する計算機シミュレーションでは,規格化保磁力を1.5～2倍に増加できることが明らかになった。このような磁石を実現するために,急冷Nd-Fe-B磁粉の表面からCr, Mn, Cu, V 系合金を,非晶質からの結晶化を利用して,Nd_Fe_B 粒界に拡散させた。現在のところ,主相と反強磁性結合する表面薄強磁性層の作製には至っていない。

研究成果

• [雑誌論文] Computer simulations of the magnetic properties of Sm-Co/a-Fe nanocomposite magnets with a core-shell structure (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Fukunaga, R. Horikawa, M. Nakano, T. Yanai, T. Fukuzaki, K. Abe
  • 雑誌名: IEEE Trans. Magn 巻: 49(印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computer simulations of the magnetic properties of Sm-Co/α-Fe nanocomposite magnets with a core-shell structure (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Fukunaga, R. Horikawa, M. Nakano, T. Yanai, T. Fukuzaki, K. Abe
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Magnetics (To bu Published) 巻: 49
  • NAID: 120006986132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Study of Enhanced Coercivity of a Magnetically Hard Grain with Thin Surface Layers Due to Antiferromagnetic Coupling (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Fukunaga, Y. Yokoi, M. Nakano, and T. Yanai
  • 雑誌名: IEEE Trans. Magn 巻: 48 号: 11 ページ: 3162-5
  • DOI: 10.1109/tmag.2012.2201707
  • NAID: 120006985825
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Antiferromagnetically Coupled Thin Surface Layers on Coercivity of A Magnetically Hard Grain - Numerical Calculation - (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokoi, M. Nakano, T. Yanai, and H. Fukunaga
  • 雑誌名: Proc. 22th Int.Workshop on Rare-Earth PermanentMagnets and their Applications ページ: 341-343
  • NAID: 10030328177
• [雑誌論文] Nd-Fe-B 磁石の磁化反転過程に及ぼす静磁気相互作用の影響 - 計算機シミュレーション - (2012)
  • 著者名/発表者名: 福永博俊, 桐野一生,中野正基, 柳井武志
  • 雑誌名: 日本金属学会誌 ページ: 43-47
  • NAID: 10030260448
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Antiferromagnetically Coupled Thin Surface Layers on Coercivity of A Magnetically Hard Grain - Numerical Calculation - (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokoi, M. Nakano, T. Yanai, and H. Fukunaga
  • 雑誌名: Proceedings of 22th International Workshop on Rare-Earth Permanent Magnets and their Applications 巻: 1 ページ: 337-340
  • NAID: 10030328177
• [雑誌論文] Ｎｄ‐Ｆｅ‐Ｂ磁石の磁化反転過程に及ぼす静磁気相互作用の影響 ―計算機シミュレーション― (2012)
  • 著者名/発表者名: 福永博俊, 桐野一生,中野正基, 柳井武志
  • 雑誌名: 日本金属学会誌 巻: 76 号: 1 ページ: 43-47
  • DOI: 10.2320/jinstmet.76.43
  • NAID: 130004456253
  • ISSN: 0021-4876, 1880-6880, 2433-7501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computer Simulation of Enhancement of Coerciviy in Nd-Fe-B/(Nd,Dy)-Fe-B Composite Magnets (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Kawasaki and H. Fukunaga
  • 雑誌名: J. Magn 巻: 16 ページ: 145-149
  • NAID: 120006985103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computer Simulation of Magnetic Properties of Dy-less (Nd,Dy)-Fe-B Composite Magnets (2011)
  • 著者名/発表者名: Kohei Kawasaki, Takeshi Yanai, Masaki Nakano and Hirotoshi Fukunaga
  • 雑誌名: Proc. 11th JSST ページ: 62-65
  • NAID: 130005033742
• [雑誌論文] Computer Simulation of Enhancement of Coerciviy in Nd-Fe-B/(Nd,Dy)-Fe-B Composite Magnets (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Kawasaki and H. Fukunaga
  • 雑誌名: J. Magn. 巻: 16 号: 2 ページ: 145-9
  • DOI: 10.4283/jmag.2011.16.2.145
  • NAID: 120006985103
  • 査読あり
• [学会発表] Numerical Study of Enhanced Coercivity of Nd-Fe-B Magnets with Antiferromagnetically Coupled Thin Surface Layers (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokoi, M. Nakano, T. Yanai and H. Fukunaga
  • 学会等名: The 12th Joint MMM/Intermag Conference
  • 発表場所: Chicago, USA
• [学会発表] Temperature dependence of magnetic properties of SmCo5/a-Fe nanocomposite magnets withlayered structure (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Horikawa, A. Tou, M. Nakano, T. Yanai, H. Fukunaga
  • 学会等名: The 12th Joint MMM/Intermag Conference
  • 発表場所: Chicago, USA
• [学会発表] Computer Simulations of Magnetic Properties of Sm-Co/α-Fe Nanocomposite Magnets with Core-shell Structure (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Fukunaga ,R. Horikawa, M. Nakano, T. Yanai, T. Fukuzaki and K. Abe
  • 学会等名: The 12th Joint MMM/Intermag Conference
  • 発表場所: Chicago, USA
• [学会発表] Effect of Anti-Ferromagnetically Coupled Thin Surface Layers on Coercivity of A Magnetically Hard Grain - Numerical Calculation - (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokoi, M. Nakano, T. Yanai, and H. Fukunaga
  • 学会等名: The 22nd Int. Workshop on Rare-Earth Permanent Magnets and Their Applications
  • 発表場所: Nagasaki, Japan
• [学会発表] Enhancement of Coercivity of A Magnetically Hard Grain due to Anti-ferromagnetically Coupled Thin Surface Layers -Numerical Calculation - (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuji YOKOI, Hirotoshi FUKUNAGA, MasakiNAKANO, Takeshi YANAI
  • 学会等名: IEEE Int.Magn. Conf
  • 発表場所: Vancouver, CANADA
• [学会発表] 反強磁性結合した強磁性表面薄層を有する硬磁性結晶の保磁力 -計算機解析- (2012)
  • 著者名/発表者名: 横井佑司,中野正基,柳井武志,福永博俊
  • 学会等名: 平成24年電気学会基礎・材料・共通部門大会
  • 発表場所: 秋田
• [学会発表] 結晶化を利用してNd-Cuを粒界に拡散した等方性Nd-Fe-B高保磁力フレークの磁気特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀陽平・柳井武志・中野正基・福永博俊
  • 学会等名: 第65回電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 長崎
• [学会発表] Temperature dependence of magnetic properties of SmCo5/α-Fe nanocomposite magnets with layered structure (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Horikawa, A. Tou, M. Nakano, T. Yanai, H. Fukunaga
  • 学会等名: The 2012 International Conference of the Asian Union of Magnetics Societies
  • 発表場所: Nara, JAPAN
• [学会発表] Effect of Anti-Ferromagnetically Coupled Thin Surface Layers on Coercivity of A Magnetically Hard Grain - Numerical Calculation - (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuji YOKOI, Hirotoshi FUKUNAGA, Masaki NAKANO, Takeshi YANAI
  • 学会等名: The 22nd International Workshop on Rare-Earth Permanent Magnets and Their Applications
  • 発表場所: Nagasaki, JAPAN
• [学会発表] Enhancement of Coercivity of A Magnetically Hard Grain due to Anti-ferromagnetically Coupled Thin Surface Layers - Numerical calculation - (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Fukunaga, M. Nakano, T. Yanai and Y. Yokoi
  • 学会等名: The 2012 IEEE Magnetics Conference
  • 発表場所: Vancouver, CANADA
• [学会発表] 積層型SmCo5/α-Feナノコンポジット磁石の磁気特性に関する計算機解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀川遼，,柳井武志，中野正基，福永博俊
  • 学会等名: 電気学会マグネティクス研究会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 結晶化を利用してNd-Cuを粒界に拡散した等方性Nd-Fe-B高保磁力フレークの磁気特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀 陽平・柳井武志・中野正基・福永博俊
  • 学会等名: 平成24年度（第65回）電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 長崎
• [学会発表] 硬磁性結晶表面に存在する反強磁性結合薄層の保磁力に及ぼす影響 -計算機解析- (2011)
  • 著者名/発表者名: 福永博俊・横井佑司・中野正基・柳井武志
  • 学会等名: 電気学会マグネティクス研究会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Micromagnetic Simulation of Enhancement of Coercivity in Nd-Fe-B/(Nd,Dy)-Fe-B Composite Magnets (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Kawasaki, T. Yanai, M. Nakano and H. Fukunaga
  • 学会等名: Japan-Taiwan 4 Universities Joint Symposium on Material Science for Next Generation Energy and Nano Science
  • 発表場所: Nagasaki
• [学会発表] Nd-Fe-B 磁石の磁気特性に及ぼす粒界相交換結合の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 横井佑司・柳井武志・中野正基・福永博俊
  • 学会等名: 第35回日本磁気学会学術講演会
  • 発表場所: 新潟
• [学会発表] Nd-Fe-B磁石の磁気特性に及ぼす粒界相交換結合の影響
  • 著者名/発表者名: 横井佑司・柳井武志・中野正基・福永博俊
  • 学会等名: 第35回日本磁気学会学術講演会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟コンベンションセンター）
• [学会発表] 硬磁性結晶表面に存在する反強磁性結合薄層の保磁力に及ぼす影響 ―計算機解析―
  • 著者名/発表者名: 福永博俊・横井佑司・中野正基・福永博俊
  • 学会等名: 電気学会マグネティックス研究会（永久磁石と応用）
  • 発表場所: 日本電気計器検定所（東京）
• [図書] レアアースの最新技術動向と資源戦略 (2011)
  • 著者名/発表者名: 福永 博俊(町田憲一監修)
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考]
  • URL: http://www.eee.nagasaki-u.ac.jp/~magnet/index.html
• [備考] 長崎大学 工学部 工学科 電気電子工学コース 福永・中野研究室
  • URL: http://www.eee.nagasaki-u.ac.jp/~magnet/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.eee.nagasaki-u.ac.jp/~magnet/index.html